612

Изучение геометрии скольжения на примере ГЦК монокристалла и расчет фактора Шмида для различных систем скольжения

Лабораторная работа

Математика и математический анализ

Действующие системы скольжения и их количество для никеля при ориентировке кристалла. Системы скольжения и их количество при ориентации кристалла своей осью внутри стереографического треугольника 001\0-11\-1-11.

Русский

2013-01-06

71 KB

47 чел.

Отчет по лабораторной работе

Изучение геометрии скольжения на примере ГЦК монокристалла и расчет фактора Шмида для различных систем скольжения

Цель работы

  1.  Закрепление теоретических знаний по темам: Кристаллографическая природа пластической деформации, Критическое напряжение сдвига и Геометрия скольжения.
    1.  Приобретение навыков работы со стереографической проекцией.
      1.  Приобретение практических навыков по расчету фактора Шмида.

Действующие системы скольжения и их количество для никеля при ориентировке кристалла [100].

При ориентировке кристалла [100] будет действовать 8 систем скольжения:

  1.  (111) [-101]
  2.  (111) [1-10]
  3.  (-111) [-1-10]
  4.  (-111) [101]
  5.  (1-11) [10-1]
  6.  (1-11) [011]
  7.  (-1-11) [-10-1]
  8.  (-1-11) [0-11]

Расчет фактора Шмида для ориентировки кристалла [100].

- угол между нормалью к плоскости скольжения и осью кристалла;

- угол между направлением скольжения и осью кристалла;

cos =

cos =            = 0,58

cos =            = 0,71

coscos=0,58∙0,71=0,41

Фактор Шмида при ориентировке кристалла [100] равен 0,41.

Системы скольжения и их количество при ориентации кристалла своей осью внутри стереографического треугольника 001\0-11\-1-11.

Для выбранной ориентации оси растяжения системой скольжения с наибольшим фактором Шмида является система (11) [01].Такую систему называют первичной. В процессе деформации направление скольжения [01] должно поворачиваться к оси растяжения. Чтобы рассмотреть последующие изменения в действующих системах скольжения, более удобно полагать, что не направление скольжения приближается к оси растяжения, а наоборот ось растяжения поворачивается к направлению скольжения. Поэтому на рисунке показывается перемещение полюса Р в направлении полюса [01]. Через некоторое время ось растяжения попадет на границу стереографического треугольника [001](), и дальше в  следующий  стереографический треугольник, но в нем системой скольжения с наибольшим  фактором Шмида является система (11) [01]. Это означает,  что с этого момента ось растяжения  должна приближаться к направлению скольжения [01], тогда ось растяжения снова попадет в первый  стереографический треугольник и вступает в действие первичная система. Система (11) [01] называется вторичной. Процесс продолжается до тех пор, пока ось растяжения не попадет в положение, соответствующее ориентировке [2]. В этом положении одновременно действуют обе системы скольжения, т.е первичная и вторичная.

Такое скольжение называют двойным или множественным. Через некоторое время оно приведет к локализации деформации в шейке образца, упрочнению кристалла и его разрушению. Из-за множественного характера скольжения сдвиговая деформация (пластичность) ГЦК кристаллов не превышает 100%  (существенно меньше, чем в ГП кристаллах). При ориентировке 001 действует 8 систем скольжения, это отвечает четырем плоскостям с двумя направлениями скольжения в каждой, из которых одновременно может быть использовано только одно.

Вывод: закрепила теоретические знания по темам: «Кристаллографическая природа пластической деформации», «Критическое напряжение сдвига» и «Геометрия скольжения». Приобрела практические навыки по расчету фактора Шмида и работы со стереографической проекцией. Особенностью ГЦК кристаллов является то, что они имеют много систем скольжения, и следовательно их трудно ориентировать для действия только одной системы. Поворот направления скольжения к оси растяжения кристалла (направление скольжения принадлежит системе скольжения с наибольшим фактором Шмида) неизбежно приведет к сдвигу по другим системам скольжения, в которых из-за поворота фактор Шмида возрастает.

Для того чтобы показать, какие системы скольжения действуют в кристалле при данной ориентации оси растяжения, необходимо знать угловые соотношения между направлением, плоскостью скольжения и осью растяжения. Чтобы определить ориентацию плоскостей и направлений скольжения в кристалле необходимо знать ориентировку кристалла. Для этого строят стереографическую проекцию. Она является геометрическим построением на плоскости, в котором сохраняются и могут быть измерены угловые соотношения между плоскостями в кристалле. Из-за множественного характера скольжения сдвиговая деформация (пластичность) ГЦК кристаллов не превышает 100%. При ориентировке 100 действует 8 систем скольжения, это отвечает четырем плоскостям с двумя направлениями скольжения в каждой, из которых одновременно может быть использовано только одно. Фактор Шмида для такой ориентировки равен 0,41. При ориентации кристалла своей осью внутри стереографического треугольника 001\0-11\-1-11, действуют две системы скольжения: (11) [01] – первичная, (11) [01] - вторичная. Такое скольжение называют двойным или множественным. Через некоторое время оно приведет к локализации деформации в шейке образца, упрочнению кристалла и его разрушению.


-101

-111

-1-11

-1-10

-110

100

1-11

111

101


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69467. А. Солженицын (1918-2008): судьба, творчество, идеи 26.45 KB
  Как писатель Солженицын начинался в ГУЛАГе. Свои стихи и даже прозу он, не записывая, хранил в самом надежном месте, в собственном мозгу — заучивал наизусть. Диссидент. Ибо все, что он писал, было проникнуто решительным неприятием советской политической системы...
69468. Трифонов Юрий Валентинович 20.21 KB
  Понятие «экзистенциализм» возникло на излете Второй Мировой Войны и связано с внутренним разочарованием в человеке и человечестве. Экзистенциальность как философское направление и экзист как «бытие», которое ставит перед собой «вечные» вопросы, но, так или иначе, они всегда связаны с проблемой смерти.
69469. Проблемы национальных меньшинств 25.82 KB
  Проблемы национальных меньшинств — в том виде, как они предстают перед нами сегодня — с исторической точки зрения очень молоды. Современные проблемы меньшинств берут свое начало непосредственно в национальном государстве: некоторое время тому назад в Европе...
69470. Проблематика Чехова уже есть, тут – эволюция 17.74 KB
  Дерман А.О. « мотивы смешного в мещанской среде, когда перечень литературных штампов в его дебютной вещице был так забавен, — тогда из-под его пера выходили характерно юмористические фигуры: парикмахера, отказавшегося достричь своего клиента после того, как он узнал...
69471. Проза А. П. Чехова: проблематика, концепция человека, специфика повествования, проблема эволюции (на конкретных примерах) 25.35 KB
  Раннее творчество: «Толстый и тонкий», «Хамелеон», «Друзья на охоте» и др. – переработка классич традиции – новая трактовка «маленького человека»: боязнь высших чинов, пиитет перед вышестоящими. Мир изображается изнутри человека.
69473. Уменьшение доли населения экономически развитых стран в мировом населении 24.76 KB
  Общий рост населения идет нарастающими темпами. За длительный исторический период временные отрезки удвоения численности населения сокращаются. В западных странах наиболее высокие темпы прироста населения были в 1760-1820 гг.
69474. «Шестидесячничество» как социокультурный феномен 20.2 KB
  На 60-ые годы 20 века приходится так называемая эпоха «оттепели». Одной из важнейших характеристик литературы этого времени является легализация прозы, то есть, формирование исповедального начала, в рамках которого актуализируются такие жанры, как лирико-исповедальная повесть...
69475. Проблемы коренных малочисленных народов Севера 48.5 KB
  В настоящее время в 28 субъектах Российской Федерации компактно проживают 48 малочисленных народов Севера. Причём численность отдельных народов колебалась от 41 тысячи человек ненцы до 240 человек энцы. Около 65 процентов граждан из числа малочисленных народов Севера...